Коммуникаторы, смартфоны, КПК, GPS-навигация

Авторы, перевод: Альфред Пур

Дата статьи: 23.06.2000

Содержание   Версия для печати

Скачать в формате: iSilo - iSilo HiRes

Куда девается свет, когда вы выключаете лампочку? Если отбросить философию, то ответ будет таким: неважно, куда он девается, его просто больше не существует. То же можно сказать и о большинстве видов памяти: при отключении питания ее содержимое теряется. Хотя и раньше была нужна энергонезависимая память, сохраняющая свое содержимое при отсутствии питания, теперь такая потребность возрастает по мере стремления людей изобрести более простые способы сохранения и передачи информации между компьютерами, ручными «электронными секретарями», цифровыми фотокамерами и устройствами мультимедиа. Новые технологии позволяют сделать такие устройства памяти более миниатюрными, легкими, быстродействующими и дешевыми, чем прежде.

Все новые устройства памяти на базе технологий CompactFlash, DataFlash, SmartMedia и Memory Stick фирмы Sony основаны на ПЗУ. Если ОЗУ (RAM) -- это память с произвольным доступом, то ПЗУ (ROM) -- постоянная память. В самом названии отражено одно из ее свойств -- нельзя изменить хранимую в ней информацию. Еще одно важное свойство, отличающее ПЗУ от ОЗУ, состоит в том, что для сохранения содержимого ПЗУ не требуется питания. В ОЗУ запоминающие элементы, служащие для хранения информации, потребляют небольшой ток для поддержания своего состояния (включено или выключено), а в ПЗУ состояние этих элементов зафиксировано и не может быть изменено. Вот поэтому ПЗУ иногда называют нестираемой энергонезависимой памятью: ее содержимое остается неизменным при выключении питания.

Первоначально информация в ПЗУ должна была «записываться» непосредственно на кристалле в процессе его изготовления при нанесении маскирующего слоя, становясь его неизменной составной частью, так же, как в компакт-диске CD-ROM. Эта технология требует довольно больших затрат, а кроме того, такую информацию нельзя заменить; даже на небольшое изменение хранящихся на кристалле данных уходила масса времени и денежных средств.

Более гибкий подход был реализован при создании программируемых ПЗУ (ППЗУ -- PROM), аналогичных компакт-дискам с однократной записью (CD-R). При изготовлении таких микросхем требуется более высокое напряжение для записи данных, чем при записи их в ОЗУ. При более высоком напряжении данные выжигаются в различных областях памяти на кристалле. Записанные таким образом данные уже нельзя изменить, но процесс изготовления кристаллов с различным содержимым достаточно прост.

Затем наступил черед стираемых (программируемых) ППЗУ (СПЗУ -- EPROM), аналогичных перезаписываемым компакт-дискам (CD-WR). Здесь уже есть возможность записи информации в память, но, если вы захотите внести в нее изменения, придется стереть все данные с кристалла и повторить процесс записи снова.

Следующим важным шагом стало создание электрически стираемой программируемой постоянной памяти (ЭСППЗУ -- EEPROM), работающей подобно ППЗУ, но обладающей одним существенным преимуществом: стирание информации в ней производится простой подачей сигнала с более высоким (по сравнению с нормальным) напряжением. В результате появилось ПЗУ, содержимое которого может быть изменено непосредственно в процессе работы. Оно используется для хранения всевозможных данных, от программ BIOS (базовой системы ввода-вывода) до параметров конфигурации принтера.

Подарок судьбы?

Все это подводит нас к применяемой в настоящее время флэш-памяти (иногда называемой флэш-ПЗУ или флэш-ОЗУ). Флэш-память по замыслу остается очень близкой к ЭСППЗУ, но имеет одно ключевое преимущество: для ее работы не требуется более высокого напряжения, чем используется в компьютерах или цифровых фотокамерах (обычно от 3 до 5 В).

Как и во всех ПЗУ со стиранием информации, во флэш-памяти число циклов записи/стирания ограниченно. В первых моделях таких устройств допускалось выполнение только нескольких десятков тысяч циклов перезаписи, однако некоторые новые разработки пригодны для выполнения миллионов циклов и больше.

Флэш-память стала основным видом памяти для BIOS, применяемой в компьютерах и модемах, поскольку она позволяет очень легко выполнять модернизацию этих устройств. Вы просто загружаете файл из Web-узла изготовителя, после чего запускаете утилиту, которая стирает прежнее содержимое памяти и заносит в нее новую информацию. Можно также производить стирание и запись информации только на выбранных участках кристалла, так что некоторые области такой памяти могут быть защищены, в то время как другие подвергаться изменениям. Это обеспечивает возможность перезагрузки системы в том случае, если в процессе модификации были допущены ошибки.

Эти особенности флэш-памяти делают ее чрезвычайно привлекательной для применений в портативной аппаратуре, например в ручных «электронных секретарях» и цифровых фотокамерах, в которых пользователи хотели бы изменить часть данных, оставив неизменными остальные. В некоторых портативных приборах в качестве сменной памяти устанавливается стандартный 3,5-дюйм гибкий диск, но это механическое устройство памяти имеет большие размеры при ограниченной емкости, а потребляемая им энергия довольно велика (что сокращает срок службы батарей). Для сравнения: устройство Memory Stick фирмы Sony обладает большим быстродействием, потребляет значительно меньшую мощность и может хранить до 32 Мбайт информации (больше, чем 20 гибких дисков).

Существует еще один подход, при котором миниатюрный жесткий диск помещается в корпус PC Card (PCMCIA). Хотя такой способ позволяет хранить большие объемы информации (от 500 Мбайт до 1 Гбайт) при меньших затратах в расчете на 1 Мбайт, для него требуются гнезда Type III (что эквивалентно двум гнездам Type II) и в активном состоянии это устройство памяти потребляет примерно в десять раз большую мощность, чем флэш-память.

Флэш-память обладает рядом преимуществ по сравнению с этими механическими магнитными устройствами памяти. Она может быть изготовлена в значительно меньших по объему корпусах и потребляет гораздо меньшую мощность. Кроме того, в этой полупроводниковой памяти отсутствуют подвижные части, которые легко могут быть повреждены. Такая конструкция делает флэш-память более стойкой к возможному неосторожному обращению при работе с портативными устройствами.

Плата флэш-памяти может служить в качестве съемного носителя информации для портативных устройств. Однако более сложную задачу представляет передача данных в обычный компьютер. Распространенное решение этой задачи состоит в создании считывающего устройства PC Card, у которого ко входу подключается плата флэш-памяти, а выходной разъем вставляется в стандартное гнездо PC Card Type II. Для настольных компьютеров без гнезд PC Card существуют считывающие устройства, подключаемые к параллельному, SCSI- или USB-порту. Некоторые считывающие устройства даже позволяют использовать платы флэш-памяти разных форматов.

Недостаток заключается в отсутствии единого стандарта на реализацию флэш-памяти для портативных устройств. Если у вас имеются два портативных устройства, то в них могут использоваться платы разных типов. Несколько различных конструкций плат в настоящее время конкурируют за право стать стандартными.

DataFlash. Данный способ предусматривает размещение флэш-памяти на плате PC Card Type II, что упрощает обмен информацией между любыми устройствами с разъемами Type II. Чтобы упростить применение таких плат памяти для настольных компьютеров, они воспринимаются системой в виде стандартных дисковых накопителей IDE. Однако по сравнению с небольшими размерами многих цифровых фотокамер и ручных устройств платы PC Card все-таки достаточно велики. Поэтому платы DataFlash обычно используют в крупных профессиональных цифровых фотокамерах, когда их размеры не играют большой роли.

SmartMedia. Эта плата небольшого формата, известная также под названием SSFDC (Solid State Floppy Disk Card, плата полупроводникового гибкого диска), имеет размер около 43x38 мм — менее половины обычной визитной карточки -- и толщину вафельной пластины, т. е. всего 0,77 мм. Для плат этого формата существует несколько различных адаптеров, в том числе адаптер PC Card, устанавливаемый в гнездо PC Card. Вы сможете также воспользоваться адаптером гибкого диска для SmartMedia, позволяющим читать данные в компьютере с помощью устройства считывания с гибкого диска при отсутствии гнезда PC Card.

CompactFlash. Эти платы имеют примерно те же размеры, что и SmartMedia, однако они несколько толще, около 3,3 мм. Отчасти это объясняется тем, что на них расположены схемы контроллера памяти со стандартным интерфейсом IDE. В результате стоимость изготовления повышается, и при меньших объемах памяти платы CompactFlash дороже, чем SmartMedia. Однако при объемах памяти 16 Мбайт и выше стоимость этих двух плат примерно одинакова. Поскольку платы CompactFlash содержат собственный контроллер, затраты на изготовление устройств считывания и адаптеров для них значительно ниже, что отражается на рыночных ценах. Так, адаптер PC Card для SmartMedia обычно стоит около 80 долл., а цена адаптера для плат CompactFlash составляет всего 15 долл.

Memory Stick. Это новое устройство разработано фирмой Sony. При размерах всего 21,6x50,8 мм и толщине 2,8 мм оно выглядит как небольшая пластина жевательной резинки. Для плат такого формата фирма Sony выпускает как адаптер PC Card, так и адаптер, подключаемый к параллельному порту.

Нестираемая энергонезависимая память прошла длинный путь от микросхем ПЗУ BIOS для первых ПК фирмы IBM. Достоинства современной флэш-памяти, допускающей как считывание, так и запись, не ограничиваются тем, что в удивительно небольшом и прочном корпусе можно поместить множество мегабайт информации. Кроме того, она позволяет быстро и удобно переносить большие объемы информации между различными видами устройств.

Типы флэш-памяти Формат Размер, мм Емкость, Мбайт CompactFlash 36x43x3,3 4–64 DataFlash 54x86x5,0 (Type II PC Card) 8–160 Memory Stick 22x50x2,8 4–32 SmartMedia 37x45x0,77 2–128

Содержание   Версия для печати

Источники, материалы:
      PC Magazine Россия

Подарок судьбы?